广州金土岩土工程技术有限公司

精品工程
北京路矩形顶管弃壳项目介绍(2019.11)
来源: | 作者:pmo29a903 | 发布时间: 2020-03-06 | 52 次浏览 | 分享到:
一、工程概况
  广州地铁六号线北京路站,位于北京路、康泰路交汇口,大致呈东西走向布置。新建通道东起北京路站Ia出入口通道的预留口,横穿北京南路后进入泰康路项目地下室。通道位于北京南路下方,施工需要穿越的管线主要有排水砼暗渠、煤气钢管、给水铸铁管、高压电缆等。综合考虑工程实际情况,决定采用矩形顶管法实现本通道的联通,主要有以下几个方面的原因:
(1)通道所处商业街区,紧邻高层建筑,能够提供的施工作业面十分有限;(2)场地周边交通量大,康泰路和北京南路为双向四车道,不具备封闭交
通进行明挖施工的条件;
(3)地下管线众多,纵横交错,迁改困难加之工期难以控制;
(4)通道全断面位于淤泥软土不良地层,地下水丰富,不具备暗挖施工的条件。





  顶管施工虽然能够解决道路通行和管线保护等方面的技术难题,但是由于新建通道特殊的地理位置,接收井因场地条件限制无法施工,因此顶管机无法正常出洞及吊出。结合以往经验,我公司提出了顶管机“弃壳”方案,即顶管施工到位后顶管机外壳作为通道衬砌的一部分留在通道内,仅拆除顶管机内部设备及零部件,并通过已完成的顶管施工通道运至始发井后吊出。本方案成功解决了因施工场地等客观条件限制接收的难题,为新建与既有地下结构的互联互通提供了新的解决思路。



  本顶管工程采用土压平衡式矩形顶管机掘进施工,自泰康路项目北侧骑楼外的工作井向Ia出入口通道方向顶进,覆土厚度约为4.47m。顶管结构采用矩形预制钢筋混凝土管节,顶管段长度为46米。管节外尺寸为6000mm×4300mm,管壁厚为500mm,长度为1.5m,单节重约34.8t。管节为C50钢筋砼结构,抗渗等级为P8。



二、地质条件
根据地质资料,场区岩土层至上而下分别为:<1>杂填土、<2-1A >淤泥、<2-1B >淤泥质土、<2-2>淤泥质粉细砂、<5-2>粉质粘土、<6>全风化带、<7>强风化带、<8>中风化带、<9>微风化带。
通道顶管段主要在<2-1A >淤泥质土土层中,该层土呈灰色、深色,流塑状,局部软塑状,以粘粒为主,含有机质、粉砂,局部含贝壳、蚝壳等硬杂质,有腥臭味。平均厚度5.85m。



三、顶管施工重难点及主要技术措施
  新建通道不具备接收井施工条件,矩形顶管机“弃壳”技术应用是本次施工控制的重中之重。本顶管工程穿越广州市北京南路,地层以淤泥为主,地下水丰富,地下管线及周边建构筑物的沉降控制以及始发、掘进都是本工程的重难点。
3.1 顶管机“弃壳”施工技术
(1)拆解顶管机“弃壳”区域加固
  顶管机在拆解“弃壳”之前,首先应对弃壳区域土体进行加固,以达到提高土体强度及封水的效果。土体通常采用垂直高压旋喷加固和水平袖阀管注浆加固两种方案,鉴于本通道接收端紧邻地铁站Ia出入口通道,该站处于运营状态,不能采取水平方向的袖阀管注浆加固,因此选择采用高压旋喷桩垂直加固。
由于该区域上方分布地下管线众多,埋深均较浅,加固范围受限。加固施工之前先人工探挖出所有管线并人工拨开管线后采取见缝插针式的布孔方式进行喷浆,加固范围为顶管断面左右各3m,上下2.5~3.8m不等。同时,为确保加固效果,顶管机顶进到位后,采用机壳预留注浆孔对机壳外缝隙进行注浆封堵。加固示意图如下:





(2)顶管机拆解“弃壳”
顶管机头内部拆除,顺序依次为拆除螺旋出土器、液压站、减速机等内部构件,割除胸板及刀盘。拆卸的零部件均通过已完成的顶管通道水平运至始发井并垂直吊出。





3.2 软土地层顶管始发和掘进控制
本通道主要处于淤泥地层中,地下水比较丰富,在软土地层中顶管始发、掘进都是本工程的重难点。

施工重难点

应对措施

软土地层
顶管始发及
掘进控制

端头土体加固,防止机头始发时出现“磕头”现象。

控制好洞口止水质量,减少减阻浆液的漏失,确保减阻效果。

控制好机头土压仓压力,避免出现机头上方土体隆起或沉降。

顶进过程中,必须保持持续、均匀压浆,使出现的空隙被迅速充填,保证通道上部土体的稳定。

最后三环管节,周边注浆采用高稠度浓泥,防止浆液流失造成工后土体沉降。

顶管始发进入淤泥软土层后,为防止机头“磕头”,宜适当提高顶进速度,使正面土压力稍大于理论计算值,以减少对正面土体的扰动并防止出现地面沉降。

3.3顶进轴线精度控制
本通道顶管下穿地层主要为淤泥层,土质较差,承载力低,容易发生管节漂移或浮动,顶进方向容易偏移。采取措施如下:


施工重难点

应对措施

顶进轴线
控制

通过调节主顶油缸及铰接油缸进行微纠偏。

勤测勤纠,以保证测量的精度,保证顶进轴线姿态良好。

3.4顶进地质条件差
本通道顶管全断面下穿地层主要为淤泥层,土质较差,土层自稳性较差,顶进施工时易发生坍塌影响路面交通。采取措施如下:

施工重难点

应对措施

顶进地质
条件差

对顶管全程进行全断面注浆预加固。

顶进时全程进行土体改良技术。

严格控制出土速度及出土量,保证土仓压力平衡。

3.5地面沉降控制
本顶管施工覆土较浅,地质条件较差,路面交通流量大,北京南路路面沉降控制对顶进施工要求较高。采取措施如下:

施工重难点

应对措施

地面沉降

设止退装置,避免开挖面失稳引起地面沉降。

顶进轴线两侧10m范围内设沉降监测点,纵向每5m/组,加强监测。

对周边建构物、地面、管线及顶管水平和竖向位移进行监测。

设监测预警值,地面累计最大沉降量≤30mm,累计最大隆起量≤10mm。若监测值接近预警值时应采取措施控制顶进速度、顶进参数及出土量等。

3.6 地下管线变形控制
本通道顶管上方分布管线众多,纵横交错,如煤气管、给水管、排水管、电缆等,其中煤气管与顶管竖向净距仅1.1m。各管线的变形控制对顶管施工要求较高。采取措施如下:

施工重难点

应对措施

地下管线变形控制

控制好机头土仓压力,避免出现机头上方土体隆起或沉降造成管线变形。

顶进全程必须保持持续、均匀压浆,使出现的空隙被迅速充填,保证通道上部土体的稳定。

勤测量勤纠偏,及时反馈监测数据并调整施工参数,保证管线安全。

顶进轴线两侧各10m范围内设监测点,纵向每5m/组,加强变形监测。


四、顶管施工现场